Polmeros, Compuestos, Reciclados,Nanotecnologa; Entre otros

PolmerosSon conocidos como plsticos y cauchos. La palabra polmero se deriva de los trminos griegos "poli" que significa mucho y "mero" que significa unidad, por lo que literalmente significa "muchas unidades". Sus antecesores son las macromolculas biolgicas: cidos nuclicos, protenas, lpidos y polisacridos. Con el nombre de polmeros se agrupa un conjunto de materiales caracterizados por estar compuestos de largas cadenas formadas por la unin de pequeas molculas que se repiten, llamadas monmeros que se unen mediante enlaces fuertemente covalentes que les confiere ciertas propiedades.

Polmeros: identificacin para facilitar su reciclado

polmeros Los polmeros provienen del petrleo. Despus del cracking y del reforming se obtienen molculas sencillas como son el etileno y el benceno molculas de partida para la sntesis de macromolculas: polimerizacin.

Se pueden distinguir dos grandes mtodos de polimerizacin: por adicin y por condensacin.

Propiedades polmerosBuenos aislantes elctricos.Baja densidad.Resistentes a la corrosin y diferentes agentes qumicos.Son biocompatibles con el tejido humano.Degradacin frente a la radiacin UV.Algunos son difcilmente reciclables, termoestables.Fcilmente combustibles, la mayora no suelen soportar temperaturas superiores a los cien grados, aunque algunos de uso industrial, como el Tefln pueden usarse a temperaturas de hasta 260CSe conforman fcilmente y son relativamente baratos.

Las propiedades pueden modificarse aadiendo "aditivos" fsicos o qumicos que las van a mejorar o cambiar.

Usos polmerosLos mayores consumidores de materiales polimricos son los sectores de: envase y embalaje, industria del automvil, construccin, electricidad y electrnica.

Su baja densidad, lo que los hace muy adecuados para el sector del transporte.

Debido a su biocompatibilidad, se utiliza en implantes quirrgicos y otras aplicaciones biomdicas.

El progresivo y cada vez ms amplio uso de los polmeros ha llevado al desarrollo de nuevos polmeros, por modificacin de los ya existentes, y una gran investigacin en la mejora de las propiedades macroscpicas.

Otros usosRecubrimientos: pinturas, barnices, esmaltes, lacas y goma-laca. Tienen diversas funciones: proteger el material de la degradacin y la corrosin, mejorar la apariencia y proporcionar aislamiento elctrico.

Adhesivos: capacidad de unir de forma temporal o permanente todo tipo de materiales.

Pelculas: capas de espesor muy fino de PE, Celofn y acetato de celulosa. Bolsas de plstico.

Espumas: materiales plsticos muy porosos. Cojines automvil, embalaje y aislamiento trmico.

Clasificacin polmeros:Su origen:- Naturales: Caucho, celulosa, almidn, protenas-Artificiales: Baquelita, poliuretano, fibrasSu composicin:- Homopolmeros: PS, PAN y PB.- Copolmeros: ABS (acrilo-butadieno-estireno).Su estructura:-Lineales: PVC, PS , PE-Ramificados:-Entrecruzados: Caucho.-Reticulados: Resinas epoxi y fenol-formaldehdo.Comportamiento ante el calor:-Termoplsticos: PVC, PE, Nylon-Termoestables: Resina epoxi, polister insaturado

Clasificacin en funcin de su comportamiento ante el calor:Termoplsticos: se ablandan al calentarse y se endurecen al enfriarse. ( son procesos reversibles).Se fabrican con aplicacin simultnea de calor y presin. Son blandos y dctiles. Polmeros lineales y ramificados con cadenas flexibles.Ej: nailon, polipropileno, poliestireno, etc.

Termoestables: se endurecen al calentarse y no se ablandan al continuar calentando.Son ms duros, ms resistentes y ms frgiles que los termoplsticos. Polmeros entrecruzados y reticulados.Ej: tefln, silicona, baquelita, poliuretano, etc.

POLMEROS TERMOPLSTICOS

NOMBRECARACTERSTICASAPLICACIONESABSGran resistencia y tenacidad. Inflamable. Soluble en disolventes orgnicos. Resistente a la distorsin trmica.Recubrimiento interiores de frigorficos. Dispositivos de seguridad en carreteras.Polister (PET)Resistente a la fatiga, torsin, humedad, a los cidos, aceites y disolventesCintas magnetofnicas, neumticos.PVCRgido, susceptible a la distorsin trmica.Recubrimiento de suelos, tuberas e hilos elctricos.PoliestirenoPSExcelentes propiedades elctricas y claridad ptica, buena estabilidad trmica. Econmico.Tejados, electrodomsticos, carcasa pilas, juguetes.PolipropilenoPPPoca resistencia a la radiacin ultravioleta. Barato. Excelentes propiedades elctricas y resistencia a la fatiga.Televisores, maletas, botellas.PolietilenoPEAislante elctrico, poca resistencia a la degradacin ambiental, blandos.Botellas flexibles, vasos, juguetes, cubiteras, juguetes.

POLMEROS TREMOESTABLES

NOMBRECARACTERSTICAS APLICACIONESEpoxisExcelentes propiedades mecnicas. Resistente a la corrosin. Buenas propiedades elctricas. Buena adherencia.Enchufes, adhesivos, lminas reforzadas con fibra de vidrio.FenlicosExcelente estabilidad trmica hasta los 150 C. Susceptibles de formar materiales compuestos con resinas.Carcasa de motores, telfonos, accesorios elctricos.PolisteresExcelentes propiedades elctricas. Se puede utilizar a temperatura ambiente o elevada. Se suele reforzar con fibras.Cascos, barcos, paneles de automvil, ventiladores.SiliconasQumicamente inerte, pero atacable por el vapor. Buena resistencia al calor. Excelentes propiedades elctricasLminas y cintas aislantes a elevadas temperaturas.

Materiales compuestosLa combinacin de las propiedades de los materiales dan lugar al desarrollo de los materiales compuestos.Los materiales compuestos son aquellos que se forman por al unin de dos materiales para conseguir la combinacin de propiedades que no es posible obtener en materiales originales.

COMPOSITEFASE DISPERSAMATRIZAdobePajaBarroMaderaFibras celulosaLigninaHuesoFibras de colgenoApatitoAcero perlticoFerritaCementitaHormign armadoArmadura de aceroHormign

Materiales compuestosson materiales multi fase obtenidos artificialmente, que cumplen las siguientes caractersticas:

Estn formados de 2 o ms componentes distinguibles fsicamente y separables mecnicamente.

Presentan varias fases qumicamente distintas, completamente insolubles entre s y separadas por una interface.

Sus propiedades mecnicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia).Se distinguen dos fases:Fibrosa: polmeros o cermicas.Matriz (tiene diversas funciones): polmeros o metales

Aplicaciones materiales compuestosKevlar 49; poliamida con matriz de resina. (Chalecos antibalas, material deportivo)

Fibra de carbono: 3 veces ms resistente que el acero y ms ligera. No se oxida. (aeronutica, automocin, material deportivo)

Fibra de vidrio: Propiedades similares a la fibra de carbono pero menos resistente. (cables de fibra ptica para telecomunicaciones. Automocin y material deportivo).

-Los ingredientes se deben aadir en proporciones correctas, la deficiencia de agua se traduce en una unin incompleta y el exceso favorece la porosidad, en ambos casos la resistencia es menor que al optima.MATERIALES COMPUESTOS REFORZADOS: HORMIGN HORMIGN PORTLANDFino (arena)Grueso (grava)AguaCemento portland

HORMIGNEn construccin se puede introducir en el encofrado y se endurece a temperatura ambiente.Su resistencia aumenta mediante el reforzado con acero hormign armado.

Es un material idneo para en construccin, por ser resistente, durable, incombustible, casi impermeable, y requerir escaso mantenimiento.

RECICLADOSLa utilizacin masiva de materiales plsticos plantea serios problemas ambientales en las sociedadesindustrializadas. Su poca biodegradabilidad favorece su utilizacin durante largos periodos de tiempo,pero dificulta su eliminacin y se acumulan en grandes cantidades en descampados y en vertederosdurante aos.El reciclado de plstico es una buena solucin, pero requiere la recogida selectiva en los hogares.

NANO MATERIALES

Los nano materiales son materiales con propiedades morfolgicas ms pequeas que un micrmetro en al menos una dimensin. A pesar del hecho de que no hay consenso sobre el tamao mnimo o mximo de un nano material, algunos autores restringen su tamao de 1 a 100 nm, una definicin lgica situara la nano escal entre la micro escala (1 micrmetro) y la escala atmica/molecular (alrededor de 0.2 nanmetros).

NANOTECNOLOGIA EN LA CONSTRUCCIONla Nanotecnologa tiene la capacidad para elaborar o fabricar materiales, dispositivos osistemas, mediante elcontrolde sumateriaaescalamanomtrica.De esta forma, sus propiedades fsicas y qumicas pueden ser moduladas sistemticamente por la variacin del tamao, facilitando el diseo de nuevos materiales con un menor consumo de recursos naturales.Lo cierto es que la nanotecnologa cambiar radicalmente no slo el empleo de los materiales -con la nueva generacin de nano materiales, sin sometimiento a las leyes de la fsica mecnica tradicional-, sino tambin la forma de disear y construir; de hecho, no habr construccin sin nanotecnologa.

ClasificacinLos nanomateriales pueden ser subdivididos en nanopartculas, nanocapas y nanocompuestos. El enfoque de los nanomateriales es una aproximacin desde abajo hacia arriba a las estructuras y efectos funcionales de forma que la construccin de bloques de materiales son diseados y ensamblados de forma controlada. Existen tres categoras bsicas de nanomateriales desde el punto de vista comercial y desarrollo: xidos metlicos, nanoarcillas y nanotubos de carbono. Los que ms han avanzado desde el punto de vista comercial son las nanopartculas de xido metlico.

Tipos de nano materialesNano compuestos: Se trata de materiales creados introduciendo, en bajo porcentaje, nano partculas en un material base llamado matriz. Por ejemplo en propiedades mecnicas (como la rigidez y la resistencia). Los nano polmeros son usados para relleno de grietas en estructuras afectas por sismos.Nano partculas: Se trata de partculas muy pequeas con una dimensin menor de los 100 nm. Las nano partculas de silicato y las metlicas, se usan en los nano compuestos polimricos.Nanotubos: Son estructuras tubulares con dimetro manomtrico. Aunque pueden ser de distinto material, los ms conocidos son los de silicio y principalmente, los de carbono. Son tipo canuto o de tubos concntricos, o pueden estar cerrados por media esfera de fulereno. Superficies nano moduladas: Son ordenadas o multicapa.Nano caps: Se trata de recubrimientos con espesores de nano escal. Son usados en barnices, lubricantes o para endurecer compuestos frgiles o como proteccin ante la corrosin.

Materiales nano estructuradosExisten actualmente metales cuya resistencia es cinco veces mayor que la de sus contrapartes naturales. Hay materiales que cambian de color dependiendo del espectro de luz que se aplique a su superficie, y que se vuelven en algunos casos totalmente transparentes, se han construido semiconductores 300 veces ms eficientes que los utilizados en la electrnica convencional entonces con tantos avances no nos explicamos cual es la diferencia entre los materiales comunes y los antes mencionados, pues bien si comparamos dos pedazos de materiales con un volumen idntico, por ejemplo, dos cubos slidos de cobre de un centmetro cbico, la diferencia estriba en que en el interior del pedazo de material comn, sus molculas estn organizadas en granos con poblaciones tpicas de miles de millones de tomos, cuya dimensin granular oscila entre micrmetros y milmetros de dimetro.

En el pedazo del material nano estructurado, los granos moleculares tienen un tamao mximo de 100 nanmetros de dimetro y tienen poblaciones granulares menores a decenas de miles de tomos. Dicho de otra forma, los granos nano estructurados son entre mil y cien veces ms pequeos que los de un material comn, y adems, dentro del mismo volumen poseen el 0.001 por ciento de tomos. Lo anterior significa un ahorro increble de materia dentro de cada pedazo de material nano estructurado y, como consecuencia, una ligereza en peso que puede llegar a ser mil veces mayor que lo normal. Esta distincin fsica permite tambin obtener prioridades y caractersticas nuevas, singulares y asombrosas que nunca antes han sido vistas en los materiales comunes

El Campo de los MaterialesAlgunas de las sorprendentes aplicaciones de la nanotecnologa en el campo de los materiales es por ejemplo, el desarrollo de una pintura con propiedades de auto-limpieza y proteccin anti-grafiti. Tambin existen ya recubrimientos de grosor nanomtrico que protegen el acero de la corrosin, o material cermico para tazas de W.C. que presenta una superficie completamente lisa a escala manomtrica, lo cual implica que se mantiene limpio y reluciente cada vez que se presiona la bomba de la cisterna, sin necesidad de limpiezas posteriores por parte del usuario.

Los nano materiales aplicados a la construccinLa nanotecnologa se puede desarrollar materiales ms resistentes que el acero, con slo un 10% de su peso.La nanotecnologa ya se ha aplicado en el sector de la Construccin, en la fabricacin de aceros y hormigones ms resistentes, aportando mejoras en infraestructuras y edificacin. Se han desarrollado polmeros integrantes de barreras protectoras en las carreteras que reparan sus propios desperfectos causados por la colisin de vehculos. Igualmente, repara fisuras y oquedades en el hormign y el asfalto, sin intervencin humana.

Construccin de carreteras

La aplicacin de la nanotecnologa en las carreteras y la construccin tambin har posible identificar y reparar de forma automtica, sin intervencin humana, brechas y agujeros en el asfalto o en el hormign, y fabricar seales de trfico que se limpian a si mismas. Se utiliza la nanotecnologa para fabricar acero y hormign ms fuertes. Tambin La nanotecnologa se puede desarrollar materiales ms resistentes que el acero, con slo un 10% de su peso.La nanotecnologa ya se ha aplicado en el sector de la Construccin, en la fabricacin de aceros y hormigones ms resistentes, aportando mejoras en infraestructuras y edificacin. Se han desarrollado polmeros integrantes de barreras protectoras en las carreteras que reparan sus propios desperfectos causados por la colisin de vehculos. Igualmente, repara fisuras y oquedades en el hormign y el asfalto, sin intervencin humana para la seguridad vial.Por ejemplo en algunos sitios de los Estados Unidos se han colocado nano sensores para vigilar el estado de sus puentes y detectar cualquier anomala o riesgo

Nano aditivos para el hormign

El propio hormign de construccin tradicional, pero de micro estructura compleja debe sus propiedades, en gran parte, al gel C-S-H de la matriz cementicia, que no deja de ser un material nano estructurado con propiedades modificadas por una red de poros y micro fisuras, cuyos tamao pueden variar desde unos nanmetros hasta milmetros. El conocimiento de su nano estructura y las fases del gel permitirn abrir el abanico de productos derivados del cemento con propiedades multifuncionales.

En la ArquitecturaSlo viendo el futuro prospectivamente con un poco de objetividad, y cantidades enormes de esperanza, podremos pensar en maravillosas e inslitas soluciones constructivas. En un futuro inmediato, podramos concebir edificios cinco veces ms altos que soportaran cargas cinco veces mayores, cuyas secciones estructurales fueran ms esbeltas, y que ante un sismo no se fracturaran. Imaginaramos edificios cuyas paredes y pisos cambiaran de color conforme la luz del sol cambiara de tono. Pensaramos entonces en muros divisorios que fueran transparentes en el da, y opacos en la noche. Veramos casas de dos pisos, fcilmente remolcadas por un pequeo vehculo, para cambiar de ubicacin. Encontraramos en cualquier supermercado grandes componentes estructurales, a precios econmicos, suficientemente ligeros para que un nio de cuatro aos los pudiera cargar.

Membrana Stamisol para fachada de madera perforada: esttica y rendimiento

Datos del proyecto Promotor Fumedica Immobilien AG, Muri Arquitectos LIGNO in-Raum AG, Emmen Realizacin de la fachada Hartwag AG, Buchs Membrana composite Serge Ferrari > Stamisol FA > Surface: 285 m2

BIBLIOGRAFA

ANDERSON, J.C. y otros, Ciencia de los Materiales, Limusa-Wiley, Mxico, 1998MARTN, N., Nanotubos de carbono. Materiales del tercer milenio, Revista espaola de Fsica, n 13, 22-25,1999.GMEZ ANTN, M.R.; GIL BECERRO, J.R., Los Plsticos y el Tratamiento de sus residuos, UNED. Universidad deCantabria, 1995.